微波烧结制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101955176A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101955176A(43)申请公布日2011.01.26(21)申请号201010513033.8(22)申请日2010.10.20(71)申请人河南联合新能源有限公司地址450016河南省郑州市经济技术开发区第五大街109-20号(72)发明人刘新保贾晓林李恩惠周永刚蔡俊明(74)专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人张爱军(51)Int.Cl.C01B25/45(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称微波烧结制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂的方法(57)摘要本发明涉及一种Li3V2(PO4)3锂离子电池正极材料的制备方法，属于锂离子电池材料领域。该方法包括以下步骤：将锂源化合物、V2O5、磷酸按Li：V：P为3：1.8~2.0：2.8~3.0的摩尔比分别计量，然后将V2O5、磷酸混合，搅拌均匀，静置2~4h，得到初步反应的混合物A；然后将锂源化合物加入碳源化合物水溶液制成混合物加入到混合物A中，搅拌均匀得到膏状前驱体，将膏状前驱体置入微波炉中，以5~15℃/min的升温速率升温至700~800℃，热处理20~55min后，降温至室温即可。该方法生产原料来源丰富，制备工艺简单、易于控制、能耗低、成本低廉，产物纯度高、质量稳定、电化学性能良好，可广泛适用于工业化生产。CN109576ACN101955176A权利要求书1/1页1.一种锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备方法，其特征是：该方法包括以下步骤，（1）将锂源化合物、V2O5、磷酸按Li：V：P为3：1.8~2.0：2.8~3.0的摩尔比分别计量，然后将V2O5、磷酸混合，使V2O5溶于磷酸中，搅拌均匀，静置2~4h，得到初步反应的混合物A；（2）以目标产物的重量为基准，计量6～30%的可溶于水的碳源化合物和50～120%的纯净水，将碳源化合物加入纯净水中，搅拌均匀，得到碳源化合物水溶液；（3）将所述锂源化合物加入所述碳源化合物水溶液中，搅拌均匀，得到混合物B；（4）将混合物A、B混合，搅拌均匀，得到膏状前驱体；静置2～4h；（5）将所述膏状前驱体置于非金属器皿中，经工业微波炉热处理，制备出Li3V2(PO4)3。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述磷酸为质量浓度85%的工业磷酸。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述锂源化合物为氢氧化锂、碳酸锂或醋酸锂。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述可溶于水的碳源化合物为草酸、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、乳糖或麦芽糖。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述非金属器皿为炭化硅坩埚、石墨坩埚、玻璃坩埚或纸质容器。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征是：所述工业微波炉的功率为5~25KW，微波热处理是利用微波以每分钟5~15℃的速率升温至700~800℃，并在此温度保持25~55min。2CN101955176A说明书1/5页微波烧结制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂的方法技术领域[0001]本发明涉及一种锂离子电池正极活性物质的制备方法，特别是涉及一种锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备方法。背景技术[0002]锂离子电池因其输出电压高、比能量高、循环寿命长，并且自放电小、安全、无记忆效应等优点，已成为当前世界各国在新能源材料领域发展的重点，其中正极材料是锂离子电池的关键。目前正极材料主要有：钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等，但国内仅有钴酸锂形成规模化生产。由于钴属于贵金属，资源有限、有毒，其发展受到限制，而且钴酸锂存在安全隐患，所以人们正努力寻找钴酸锂的替代品。[0003]作为聚阴离子正极材料，Li3V2(PO4)3由于具有一般聚阴离子材料的高稳定性、高容量及高电位的特点，近年来也受到人们的密切关注。Li3V2(PO4)3属于P21/n空间群，分子量为407.6，Li3V2(PO4)3中的V可以有+2、+3、+4和+5的4种变价，理论上有5个锂离子可以在材料中脱嵌，理论容量高达332mAh/g。[0004]尽管钒具有一定毒性，但研究发现，低浓度的钒元素对大多数的动植物没有影响，钒还是很多医疗药物的重要组成元素。在自然界中，钒在地壳中含量比较丰富，含量为0.02%，但它在自然界的分布很分散，不能形成单独的钒矿床，主要存在于钒钛磁铁矿和石煤中。我国有丰富的钒矿资源，尽管资源没有铁丰富，但在钢铁冶炼渣中存在含量比较高的钒。因此从经济和环境角度来看，Li3V2(PO4)3电池正极材料的开发具有重要意义。[0005]目前，对锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的产业化研究才刚刚开始，公知的Li3V2(PO4)3合成方法主要有高温固